Системы для раздельного измерения взаимосвязанных величин с выделением нужного компонента
Если исследуемое явление или объект характеризуется множеством величин X = {[x1], [x2], ..., [хn]} и они независимы друг от друга (на это указывает заключение каждой величины в квадратные скобки), то можно при наличии селективных датчиков произвести измерения всех [xi]. При независимых [xi], но неселективных датчиках, сигналы, на выходе которых будут содержать составляющие от нескольких {xi}, встает задача выделения (автономизации) каждой измеряемой величины [хi]. Если же элементы множества Х = (х1, х2, ..., хп) между собой связаны, то необходимость решения задачи раздельного измерения величин неочевидна.
Наиболее типичные примеры таких задач связаны с измерением массовых концентраций составляющих многокомпонентных жидких, газовых или твердых смесей (положим, концентраций кислот или щелочей) или с измерением параметров компонентов сложных электронных цепей без гальванического расчленения.
При известном составе многокомпонентного соединения можно решать задачу раздельного измерения компонентов с помощью разделения составляющих I{X = (x1, x2, ..., хп)/[x1], [x2], ..., [хп]} и последующего измерения автономизированных компонентов, либо путем одновременного анализа всего множества X = (x1, x2 , ..., хп).
Суть первого способа — раздельного измерения взаимосвязанных величин — заключается в организации воздействия на многокомпонентное соединение в целях выделения и измерения нужного компонента. Для механических и химических соединений существуют методики и средства такого расчленения: масс-спектрометрия, хроматография, люминесцентный анализ, центрифугирование и др. Каждая из этих методик имеет свою теоретическую и аппаратурную базу.
В сложных электрических цепях (в том числе в микроэлектронном исполнении) для раздельного измерения параметров компонентов этой цепи создаются режимы, с помощью которых происходит расчленение сложных цепей на простые.
Рис. 13.1. Схемы раздельного измерения Rx в соединениях треугольником (а), звездой (б) и комплексного сопротивления Rx, Сx (в)
На рис. 13.1,а представлена схема, позволяющая произвести измерение Rx, не разрывая треугольное соединение сопротивлений. При Ky = 1, uB = UC, RCB = ∞, ux = uпR0/(R0 + Rx)R0/ux. Rx = (uп – ux)R0/ux.
Путем выравнивания токов Ix = I2 в ветви звезды с R1 и измерения напряжения u0 = R0Ix на известном сопротивлении R0 можно получить uп1 = IxRx + IxR0 = IxRx + u0 = u0[(Rx/R0) + 1] и Rx = (uп1 — u0)R0/u0 (рис. 13.1,б).
При использовании переходных режимов можно осуществить временное разделение сигналов, несущих информацию о составляющих комплексного сопротивления (рис. 13.1,в).
После подключения известного напряжения:
ux(t) = uпC0/(C0 + Cx) exp[-(R0 + Rx)t/(C0 + Cx) RxR0] + uпRx/(R0 + Rx){1-exp[-(R0 + Rx)t/(C0 + Cx) RxR0]}
При t = 0 ux(0) ≈ uпC0/(C0 + Cx), а при t = ∞ ux(∞) = uпR0/(R0 + Rx). При τ = 0,01 е-0,01 = 0,99, а при τ = 10 е-10 = 45*10-6.
-
Содержание
- Общие понятия и определения ис
- Основные разновидности систем измерения независимых входных величин
- Обозначения функциональных блоков и преобразований в ис
- Многоточечные ис с резистивными датчиками
- Мультиплицированные ис
- Сканирующие системы для расшифровки графиков
- Акустическая система для измерения координат графических изображении
- Голографические измерительные системы
- Системы для раздельного измерения взаимосвязанных величин с выделением нужного компонента
- Многомерные ис с раздельным измерением зависимых величин по методу составления и решения системы уравнений
- Многомерные ис с раздельным измерением зависимых величин по методу моделей
- Аппроксимирующие ис
- Примеры реализации аис
- Особенности измерения статистических характеристик случайных процессов
- Cистемы для измерения законов распределения вероятностей случайных процессов
- Корреляционные измерительные системы. Основные определения. Методические погрешности
- Корреляционные ис с последовательным измерением коэффициентов корреляции
- Корреляционные ис с параллельным и параллельно-последовательным измерением коэффициентов корреляции
- Корреляционные ис с измерением коэффициентов многочлена, аппроксимирующего корреляционную функцию
- Методы измерения спектральной плотности случайных процессов
- Измерительный канал измерительной системы.
- Метрологические характеристики средств измерений, подлежащие нормированию
- Общие положения
- Характеристики погрешности средств измерений
- Характеристики преобразования измеряемой величины и сигналов измерительной информации
- Характеристики взаимодействия с объектом и внешними средствами измерений
- Метрологические характеристики измерительных приборов
- Метрологические характеристики аналоговых измерительных приборов
- Метрологические характеристики цифровых измерительных приборов
- Метрологические характеристики аналоговых измерительных преобразователей
- Метрологические характеристики аналого-цифровых и цифроаналоговых измерительных преобразователей
- Метрологические характеристики однозначных и многозначных мер
- Государственное управление обеспечением единства измерений
- Метрологические организации
- Государственные научные метрологические центры России
- Международные метрологические организации
- Передача размеров единиц величин рабочим средствам измерений от государственных эталонов
- Метрологическое обеспечение разработки, производства и применения средств измерений